JPWO2004026514A1

JPWO2004026514A1 - スリッタースタンドの刃替装置および刃替方法

Info

Publication number: JPWO2004026514A1
Application number: JP2004537519A
Authority: JP
Inventors: 古井　公治; 公治古井
Original assignee: Navitas Co Ltd
Current assignee: Navitas Co Ltd
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2006-01-12
Also published as: ES2688753T3; EP1552899B1; WO2004026514A1; EP1552899A4; EP1552899A1

Abstract

上下刃物回転軸に装着して刃物を構成する各種丸刃および各種丸刃位置決め部品を分別保管する保管庫と、前記丸刃および／または丸刃位置決め部品を複数個組み合わせて把持し、上刃物回転軸および／または下刃物回転軸まで移送し刃物を組み込み、かつ、上刃物回転軸および／または下刃物回転軸から保管庫まで前記丸刃および／または丸刃位置決め部品を複数組み合わせて把持し移送し戻す移送装置とからなるスリッタースタンドの刃替装置および刃替え方法。簡単な装置構成で、短時間にスリッタースタンドの刃物軸を交換可能な省力化を達成し得る。

Description

本発明は、スリッタースタンドの刃替装置および刃替方法に関する。さらに詳しくは、上刃物回転軸と下刃物回転軸とのあいだに広幅の巻物状材料を挟み込んでせん断し、複数のスリット状材料とするスリッタースタンドの上刃物回転軸および下刃物回転軸の刃物のための刃替装置および刃替方法に関する。ここでいう広幅の巻物状材料としては、鋼、アルミニウム、銅などの金属、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂などの高分子フィルムなどがあげられる。

スリッタースタンドにより、広幅の巻物状材料を上刃物回転軸と下刃物回転軸とのあいだに挟み込んでせん断し複数のスリット状材料とする操業において、スリット幅の変更または材料を変更する場合、材質によって決まる所定の丸刃の幅および丸刃間ギャップとなるように、上下刃物軸を変更する必要があるため、刃替作業が頻繁に行なわれる。
刃物回転軸の丸刃の間隔を調節する丸刃位置決め部品は、通常、異なる厚さのリング状スペーサを組み合わせて用いられており、異なる厚さのスペーサが百種以上必要となる場合もある。このように刃物回転軸を構成する丸刃および丸刃位置決め部品の数は多いが、刃物回転軸の組替え作業は短時間で行なう必要がある。
刃替作業時間を短縮する方法として、つぎに使用する上下刃物回転軸をあらかじめ仮組みしておき、刃物回転軸の変更を迅速に行なう方法が知られているが、人手でおこうなう場合、数名を要していた。
刃物組換えの省力化のための従来技術として、特開昭６２−６３０９８号公報や特開平１１−１９８１９号公報には、刃替装置は丸刃および丸刃位置決め部品であるスペーサを１個ずつロボットなどで保管庫から所定位置まで移送する技術が開示されている。
さらに特開２０００−１２７０７９号公報には、図１２に示されるように、ロボットで丸刃およびスペーサを複数個把持して保管庫から仮組み位置まで移送することにより、仮組み時間を短縮する技術が開示されている。すなわち、図１２に示される装置では、ロボットアームの先端部７１に設けられたテーパ状の心金７２を管７３に接続したのち、丸刃および／または丸刃位置決め部品からなる丸刃等７４を押出機７５によって押し出すことにより、丸刃等７４を心金７２に移送させることができる。このとき、心金７２の外周面に設けられたアウターカバー７６は、バネ７７を押しながら図中上方へ一時的に逃げたのち、バネ７７の復元力によって再び下方へ戻るときに、丸刃等７４の内径部を保持することができる。
しかしながら、特開昭６２−６３０９８号公報や特開平１１−１９８１９号公報に記載されているように丸刃および丸刃位置決め部品であるスペーサを保管庫から仮組み位置まで個別に移送する方法は、部品点数が多いと人手で行なう場合よりもかえって移送時間がかかってしまうという問題がある。
また、特開２０００−１２７０７９号公報記載の発明は複数の丸刃および丸刃位置決め部品を組み合わせて搬送できるため搬送時間が短縮できるが、丸刃および丸刃位置決め部品の保管装置は個々に押出し機構が設けられており、丸刃および丸刃位置決め部品を内側から把持する把持装置も特殊な形状を呈するため、制御が複雑であり、メンテナンスの点でも問題がある。
本発明は、簡単な装置構成で、短時間にスリッタースタンドの刃物軸を交換可能なスリッタースタンドの刃替装置および刃替方法を提供することにより、省力化を実現することを目的とする。

本発明の請求の範囲第１項にかかわるスリッタースタンドの刃替装置は、上刃物回転軸と下刃物回転軸とのあいだに広幅の巻物状材料を挟み込んでせん断し、複数のスリット状材料とするスリッタースタンドの上下刃物回転軸に、丸刃および該丸刃を位置決めする丸刃位置決め部品を組み入れる刃替装置であって、
前記上下刃物回転軸に装着して刃物を構成する各種丸刃および各種丸刃位置決め部品を分別保管する保管庫と、
前記丸刃および／または丸刃位置決め部品を複数個組み合わせて把持し、上刃物回転軸および／または下刃物回転軸まで移送し刃物を組み込み、かつ、上刃物回転軸および／または下刃物回転軸から保管庫まで前記丸刃および／または丸刃位置決め部品を複数組み合わせて把持し移送し戻す移送装置
とからなることを特徴とする。
本発明の請求の範囲第２項にかかわるスリッタースタンドの刃替装置は、上刃物回転軸と下刃物回転軸とのあいだに広幅の巻物状材料を挟み込んでせん断し、複数のスリット状材料とするスリッタースタンドの上下刃物回転軸に、丸刃および該丸刃を位置決めする丸刃位置決め部品を組み入れる刃替装置であって、
前記上下刃物回転軸に装着して刃物を構成する各種丸刃および各種丸刃位置決め部品を分別保管する保管庫と、
前記丸刃および／または丸刃位置決め部品を複数個組み合わせて把持し、所定位置に移送する移送装置と、
前記丸刃および丸刃位置決め部品を仮組みする仮組み装置と、
前記仮組みした丸刃および丸刃位置決め部品を仮組み装置から上刃物回転軸および／または下刃物回転軸に挿入する挿入装置と、
前記上刃物回転軸および／または下刃物回転軸から取り外されるべき旧刃物を取り外す脱離装置と、
取り外されるべき旧刃物を受け取る受取装置
とからなることを特徴とする。
前記丸刃位置決め部品が、複数のスペーサからなるのが好ましい。
前記丸刃位置決め部品が、複数のスペーサおよびスペーサ上に装着される中空円筒状の１個以上の緩衝材からなるのが好ましい。
前記緩衝材が、前記スペーサの外側に一体になるように固着されてなるのが好ましい。
前記移送装置が、丸刃および丸刃位置決め部品を内側から複数把持可能なロボットハンドと、前記丸刃および丸刃位置決め部品を保管庫の所定位置から仮組み装置まで移送可能な多軸ロボットアームとからなるのが好ましい。
前記移送装置が、丸刃および／または位置決め部品が移送中に脱落するのを防ぐ機構を有してなるのが好ましい。
前記丸刃および丸刃位置決め部品を上下刃物回転軸に固定するクランプ機構が、前記上下刃物回転軸の開端部に設けられてなるのが好ましい。
前記仮組み装置が、２本以上の仮置き横軸を有するとともに、前記受取装置が２本以上の受取横軸を有し、当該仮置き装置および受取装置を該横軸がスリッタースタンドの上下刃物回転軸とほぼ軸線方向となるように設置し、スリッタースタンド方向に進退および昇降可能であるのが好ましい。
前記仮置き軸および受取軸の直径が、上下刃物回転軸の直径より小さいのが好ましい。
前記上下刃物回転軸から取り外される丸刃および／または丸刃位置決め部品を一時的に保管するための一時保管装置をさらに備えてなるのが好ましい。
前記受取装置から取り外される丸刃および／または丸刃位置決め部品を一時的に保管するための一時保管装置をさらに備えてなるのが好ましい。
本発明の請求の範囲第１３項にかかわるスリッタースタンドの刃替方法は、上刃物回転軸と下刃物回転軸とのあいだに広幅の巻物状材料を挟み込んでせん断し、複数のスリット状の材料とするスリッタースタンドの上下刃物回転軸に丸刃および丸刃を位置決めする丸刃位置決め部品を組み入れる刃替方法であって、
前記上下刃物回転軸の刃物の固定を解除後、取り外されるべき旧刃物を構成する丸刃および／または複数の丸刃位置決め部品を複数個組み合わせて保管庫に移送し戻したのち、つぎの刃物を構成する丸刃および丸刃位置決め部品を組み込む順番に複数個組み合わせて前記刃物回転軸に移送し、固定することを特徴とするものである。
本発明の請求の範囲第１４項にかかわるスリッタースタンドの刃替方法は、上刃物回転軸と下刃物回転軸とのあいだに広幅の巻物状材料を挟み込んでせん断し、複数のスリット状の材料とするスリッタースタンドの上下刃物回転軸に丸刃および丸刃を位置決めする丸刃位置決め部品を組み入れる刃替方法であって、
前記上下刃物回転軸に装着して刃物を構成する丸刃および／または複数の丸刃位置決め部品を移送装置により保管庫より仮組み装置に移送する際に、丸刃および丸刃位置決め部品を仮組みする順番に複数個組み合わせて仮組み装置の仮置き横軸に移送し、刃物を仮組みしたのち、受取装置の受取横軸を上刃物回転軸および／または下刃物回転軸に当接させ、刃物の固定を解除後、取り外されるべき旧刃物を前記受取横軸に移動および退避させ、つぎに前記仮置き軸を上刃物回転軸および／または下刃物回転軸に当接させ、前記仮組みした刃物を前記刃物回転軸に挿入し、固定することを特徴とするものである。
前記丸刃位置決め部品を構成するスペーサおよびスペーサ上に装着する中空円筒状の緩衝材を組み合わせて保管庫より仮組み装置へ移送装置によって移送する際に、必要なスペーサおよび緩衝材の組み合わせをあらかじめ設定し、一度に搬送可能な枚数のスペーサを順次保管庫内で把持したのち、さらに所定の緩衝材を装着して移送するのが好ましい。
前記丸刃および丸刃位置決め部品をロボットハンドにより内側から把持し移送するのが好ましい。
ここで、丸刃位置決め部品とは、たとえば図３に示されるように刃物回転軸上に装着する丸刃の間隔を調整する部品であり、鋼製のリング状スペーサまたは該スペーサ上にさらにゴム等の緩衝材を装着したものなどである。

図１は、本発明の一実施の形態である刃替装置を備えたスリッターを示す平面図である。
図２は、図１のスリッターの正面図である。
図３は、図１の刃物回転軸に装着される刃物セットを示す断面説明図である。
図４は、図１のロボットハンドの説明図である。
図５は、図１のロボットハンドを用いて複数の丸刃等を把持する直前の状態を示す斜視説明図である。
図６は、図１のロボットハンドの主要部の拡大斜視図である。
図７は、本発明の刃替装置が適用可能なスリッターの他の例として、仮置き軸を備えたスリッターを示す正面図である。
図８は、図７のスリッターの平面図である。
図９は、本発明のさらに他の実施の形態である刃替装置を備えたスリッターを模式的に示す平面図である。
図１０は、本発明の刃替装置に用いられるハンドリングロボットを２台配置した状態を概略的に示す平面図である。
図１１は、本発明の刃替装置に用いられるハンドリングロボットを４台配置した状態を概略的に示す平面図である。
図１２は、従来の刃替え装置の把持部分の拡大断面図である。

図１〜２は、スリッター本体１が刃替えのためオフラインに引き出され、反駆動側の軸受け２が上下一対の刃物回転軸である刃物回転軸３から外された状態を示している。刃物回転軸３の駆動側には丸刃および／または丸刃位置決め部品からなる丸刃等８とほぼ同一の内径を有する案内スリーブ４を装着し、刃物回転軸の反駆動側先端にはキャップ３１が装着されている。スリッターの周囲には丸刃等８を種別に保管する保管庫、および汎用ハンドリングロボット６が配置されている。
保管庫は、丸刃等８の種類や個数が少ない場合は種別ごとに積み重ねて平面上に保管してもよいが、丸刃等の種類や個数が多い場合は床面積を小さくでき、かつ移送距離を短縮できるように複数の棚を有する保管棚であることが好ましい。保管棚は、対向面を上方に向かうにつれて間隔が広がるように傾斜面としたレールを少なくとも一対設け、丸刃等を図５に示すようにほぼ垂直に立てた状態で保管することが、省スペースおよび後述するロボットハンドによるハンドリングの点でさらに好ましい。
汎用ハンドリングロボット６は、丸刃等８を複数個把持することができるロボットハンド７と、丸刃等８を保管棚５の保管位置から上下の刃物回転軸３または後述する仮置き軸等の所定位置まで移送可能な多軸ロボットアーム６ａとから構成されている。
丸刃等８は、円柱状の刃物回転軸３に装着できるようにリング形状となっており、ロボットハンドで複数個把持する場合、外側から把持する手段、内側から把持する手段および内側と外側の両方から把持する手段とがある。
丸刃５１およびスペーサ５３は、内径が同一であるが、外径は丸刃の方がスペーサより大きく、スペーサ５３上に装着するゴムリング５４は外径が丸刃より小さく、内径はスペーサ５３の外形とほぼ等しくなっている。丸刃５１とスペーサ５３を複数組み合わせて移送する場合、外側から把持する手段または内側と外側の両方から把持する手段でも可能であるが、丸刃５１とスペーサ５３は外径が異なるため複数個把持するにはロボットハンドの形状が複雑になるとともに動作制御も複雑となる。丸刃５１およびスペーサ５３は内径が同一であるため、ロボットハンドにより内側から把持する手段が最も好ましく、後述するようにスペーサ５３上にゴムリング５４を装着した状態で移送することもできる。
次回せん断する材料、スリット幅で決まる丸刃の間隔および丸刃間クリアランスに基づき、上下の刃物回転軸に組み込む丸刃の個数、および位置決め部品の組合せを決定する。図１〜２において、ロボットハンド７は、保管棚５に収納された丸刃および／または丸刃位置決め部品からなる丸刃等８を、前記組合せに基づき、刃物回転軸または仮組置き軸に組み上げる順番で所定の個数を複数個組み合わせて内側から把持し、上下それぞれの刃物回転軸３または仮組置き軸に移送し、所定の刃物セット５０（図３参照）を組み上げることができる。
ロボットハンド７により、前回使用した刃物セット５０の丸刃等８を刃物回転軸３または後述する受取軸６５から、保管棚５の保管位置に戻す場合も、丸刃等を複数組み合わせた状態で移送することができる。
図３には、刃物回転軸３に装着された刃物セット５０の一例が示されている。ここの刃物セット５０は、複数の丸刃５１と、隣接する２枚の丸刃５１のあいだを所定の間隔に保つための丸刃位置決め部品５２とから構成されている。
丸刃位置決め部品５２は、スペーサ５３および該スペーサ５３上に装着する中空円筒状の少なくとも１個のゴムリングなどの緩衝材５４から構成されている。ゴムリングなどの緩衝材５４の使用目的としては、▲１▼せん断側とは反対側の丸刃の角によって付けられるカッターマークの防止、▲２▼丸刃間の板が湾曲するとせん断後の板幅が若干広くなるが、この湾曲の防止、▲３▼せん断後の板が丸刃間に挟まることの防止、および▲４▼板をピンチし、板に推力を与えること、などがあげられる。たとえば、▲１▼のカッターマークの防止の目的に着目すれば、巻物状材料をせん断する時に当該材料がせん断側とは反対の丸刃の角に接触しないように、丸刃径より大きな外径の緩衝材を組み込む。
丸刃と接触して製品表面に傷が付くのを避けるために、緩衝材は、せん断後の製品が丸刃と接触しても付きにくい材料で作製されるのが好ましく、または表面の傷があまり問題とされない材料をせん断する場合は、丸刃位置決め部品５２は、複数個のスペーサ５３のみでもよい。また、消耗品である緩衝材料は、刃替えの都度脱着すれば傷んだ緩衝材は個別に容易に交換可能であるが、部品数が増えるため、緩衝材をスペーサの外側に一体となるように固着しておいてもよい。
ここで、次回せん断する材料、スリット幅から刃物セット（丸刃の幅と枚数、スペーサの幅と枚数、および組み込む順番、スペーサ上に装着するゴムリングの幅と枚数）を決定する方法の一例を説明する。
たとえば、あらかじめ保管棚に
▲１▼０．１ｍｍ調整用スペーサ：幅９．１〜９．９ｍｍ
▲２▼１ｍｍ調整用スペーサ：幅１１〜１９ｍｍ
▲３▼幅埋めスペーサ：幅１０ｍｍと５０ｍｍの２種
▲４▼ゴムリング：幅２０ｍｍと５０ｍｍの２種
をそれぞれ保管しておき、丸刃厚１０ｍｍ、クリアランス０．１５ｍｍ、スリット幅１００ｍｍの場合、上の丸刃の間隔を、スリット幅に外接するように、スリット幅とほぼ同じ１００ｍｍに設定する。一方、下の丸刃の間隔を、スリット幅に内側に収まるように、スリット幅１００ｍｍから前記２枚の丸刃厚およびそれぞれのクリアランスを差し引いた７９．７ｍｍに設定する必要がある。
そこで、上の丸刃の間隔（１００ｍｍ）を得るために、▲３▼の５０ｍｍの幅埋めスペーサを２枚、または▲４▼の５０ｍｍのゴムリングを１枚＋▲４▼の２０ｍｍのゴムリングを２枚組み合わせればよい。
一方、下の丸刃の間隔（７９．７ｍｍ）を得るために、▲３▼の５０ｍｍの幅埋めスペーサを１枚＋▲３▼の１０ｍｍの幅埋めスペーサを２枚＋▲１▼のスペーサ（幅９．７ｍｍのもの）１枚、または▲４▼の５０ｍｍのゴムリングを１枚＋▲４▼の２０ｍｍのゴムリングを１枚組み合わせればよい。
図４は本実施の形態のロボットハンド７と保管棚５の断面の一部を示している。本発明による丸刃等８を把持する方法は、他の設備との取合いや把持強度などの点ですぐれた内径把持を採用している。
図４に示されるように、ハンドリングロボット６のアーム６ａの先端部には、ロボットハンド７のベースプレート１１が取り付けられ、このベースプレート１１に２本の固定式フィンガー１２ａ、１２ｂを有する上フィンガーフレーム１３が固着され、そして１本のフィンガー１４を有する下フィンガーフレーム１５がベースプレート１１に形成された２本のレール１７に沿って上下動可能に取り付けられている。さらに、下フィンガーフレーム１５には、エアーシリンダー１６が連結部１８を介して連結されており、かかるエアーシリンダー１６の駆動により、下側のフィンガー１４および下フィンガーフレーム１５を上下に移動させることができる。
さらに、図５〜６に示されるように、本実施の形態のロボットハンド７に、３本のフィンガー１２ａ、１２ｂ、１４のほかに、スペーサを軸方向に押し出すためのスペーサプッシャー上レバー２１、スペーサプッシャー下レバー２２、および前述の緩衝材５４としてのゴムリングを押し出すためのゴムリングプッシャー２３、およびハンド移動中のゴムリング揺動を防止するゴムリング押え２４が設けられている。
ゴムリング押え２４は、ゴムリングを外周から挟むための一対の直棒２４ａ、２４ｂと、ゴムリングの外周面の一部を保持するために先端が円弧状に曲げられたアーム２４ｃとを備えている。一対の直棒２４ａ、２４ｂは、一対のリンクアーム２５ａ、２５ｂの先端にそれぞれ固着され、ロボットハンド７に設けられた駆動源（図示せず）により、開閉運動をすることができる。また、アーム２４ｃもロボットハンド７に設けられた駆動源（図示せず）により、上フィンガーフレーム１３の前側と後側とのあいだを往復移動することができる。したがって、フィンガー１２ａ、１２ｂおよび１４で内径把持されたスペーサ５３上に装着されたゴムリングは、一対の直棒２４ａおよび２４ｂによって外周からも把持されるため、移動中のゴムリングの揺動や脱落が生じることがない。
また、３本のフィンガー１２ａ、１２ｂ、１４のそれぞれの丸刃等８の内径部に当接する部分の最先端には突起１４ａを設け、最先端の丸刃等を強く把持し、それより内側の丸刃等はゴムなどの弾性部材１４ｂを介して軽く把持される。
本実施の形態のロボットハンド７を備えたハンドリングロボット６を用いて、スリッター本体１に複数の丸刃等８を装着する場合、以下の手順で行なわれる。
まず、図５〜６に示されるように、前記ハンドリングロボット６のアーム６ａを駆動させて、３本のフィンガー１２ａ、１２ｂ、１４を、収納棚５に垂直に立てて所定の個数および順序で配置された複数の丸刃等８の内径部に進入させる。そののち、ハンドリングロボットのアーム６ａをわずかに上方へ移動させて上側のフィンガー１２ａ、１２ｂを丸刃等８の内径部に当接させる。ついで、エアーシリンダー１６の駆動により、下側のフィンガー１４および下フィンガーフレーム１５を、丸刃等８の半径方向の外方、すなわち下方へ移動させれば、複数の丸刃等８の内径部を３箇所でバランスよく強固に把持することができる。
ここで、さらに具体的にいえば、図４に示されるように、丸刃等８を３本のフィンガー１２ａ、１２ｂ、１４により内方から把持したとき、３本のフィンガー１２ａ、１２ｂ、１４は丸刃等８の重心に対してほぼ等距離になり、複数の丸刃等８はバランスよく把持されていることがわかる。
ついで、図１に示されるように、ハンドリングロボット６のアーム６ａを移動させて、複数の丸刃等８を刃物回転軸３の先端まで搬送する。さらに刃物回転軸３の先端に装着されたガイドキャップ３１に進入することにより、複数の丸刃等８はガイドキャップ３１へ嵌合された状態になる。そののち、図４に示すエアーシリンダー１６の駆動により、下側のフィンガー１４および下フィンガーフレーム１５を上方へ移動させれば、複数の丸刃等８の把持は解除され、複数の丸刃等８は上側のフィンガー１２ａ、１２ｂにぶら下った状態になる。つぎに、ロボットを操作してハンドを少し下降させ、丸刃等８はガイドキャップにぶら下がった状態にし、さらにハンドをガイドキャップの軸方向に移動させてフィンガー１２ａ、１２ｂ、１４を離脱させる。これで複数の丸刃等８の装着作業は完了する。
図３に示される刃物セット５０を構成する複数の丸刃等は、ロボットハンドで一度に把持して１回の作業で装着を完了してもよいし、複数回に分けて装着作業を行なってもよい。
なお、丸刃等８を刃物回転軸３から取り外す場合には、前述の手順とは逆の手順で行なえばよい。
以上のように、本実施の形態のロボットハンド７は、丸刃等８を内側から把持するため、丸刃等８の外面を損傷することなく強く把持することができる。その結果、ハンドリングロボットの高速運転が可能である。
また、本発明のロボットハンド７は丸刃等を一度に複数把持できるフィンガーとなっている点に特徴がある。一度に把持できる個数はフィンガー１２ａ、１２ｂ、１４の長さにより容易に調節できる。
丸刃等８は、幅の異なる丸刃毎、幅の異なるスペーサ毎に図５に示されるように、収納棚５に複数個並べて配置しておき、刃物回転軸３に装着する丸刃等の装着スケジュールにより、必要な丸刃またはスペーサを選択して、ロボットハンド７をそれぞれの配置箇所に移動させ、前記のように次々と把持して、まとめて刃物回転軸３に装着することができる。そのため、従来のように丸刃等８を個別に刃物回転軸３に装着するのに比較して、作業効率が非常によくなる。
さらに、本実施の形態のロボットハンド７は、丸刃等８の内径部のみを把持し丸刃等８の外径部や側部を開放することができるため、スペーサの外側に装着されるゴムリングを収納棚５に厚さ毎に種類分けして複数個並べて配置しておき（図４参照）、必要なゴムリングを選択して、ロボットハンド７を配置箇所に動かし、スペーサを把持した状態のロボットハンド７をゴムリングの内径部に挿入してスペーサの外側にゴムリングを装着したのち、ゴム押え２４ａ、２４ｂにより外部から把持して刃物回転軸３にスペーサとゴムリングを一体化して装着することができるため、作業能率をさらに向上させることができる。
なお、本実施の形態では、ロボットハンドの例として、３本のフィンガーを備えたロボットハンドを例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、丸刃等の内径部を少なくとも３ヵ所でバランスよく把持することができるものであれば、ロボットハンドのフィンガーの本数および形状を適宜変更してもよい。
また、前述の丸刃および丸刃位置決め部品からなる丸刃等８を上下の刃物回転軸３に固定するためのクランプ機構５５（図７〜８参照）を上下の刃物回転軸３の反駆動側である開端部に設けておけば、一連の刃替え作業の自動化が可能になる。クランプ機構は、たとえば、ロボットハンドまたは仮置き軸などに設けられた突起を用いて、クランプ機構の軸先端の操作突起を押圧操作することにより、クランプ機構の周面に設けられた突起が内部に引っ込んで丸刃等の出入れができるような構成などを採用することができる。または、クランプ機構の周面に設けられたリング状部材を出没させるようにしてもよい。
ロボットハンドの制御方法は、従来既存の技術を用いた方法を採用することができる。たとえば、あらかじめ保管棚に１０００個程度の丸刃等を保管しておく。１個の丸刃等のハンドリングには数点の動作点を認識する必要があり、ロボットは数千の点を認識する必要がある。これを１点ずつロボットを手動操作してティーチングすることは現実的に不可能である。そこで、保管ワーク１種類当り、１〜３点をティーチングし、それ以外の点については、計算により内挿または外挿して求める。この場合でもティーチング点は１００点前後になるため、自動ティーチングを行なうのが好ましい。
自動ティーチングは、たとえば以下のようにして行なわれる。まず、保管棚やロボットハンドの機械図面上の寸法から必要な点をロボットに記憶させる。ロボットは、このデータを基に棚に接近する。そして、ロボットハンドに取り付けられた距離計で、図面値と実物の寸法との差分を計測し、記憶する。以後のハンドリング作業は機械図面値に計測した差分を補正し、動くべき点を求めて行なう。
以上の図１〜２に示される実施の形態では、ロボットハンド６によって保管棚５から刃物回転軸３へまたはその逆へ丸刃等８を直接移動させるシステムを例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、保管棚５と刃物回転軸３とのあいだで仮置き軸を経由させて丸刃等を移動させてもよい。
図７〜８は、仮置き軸が刃替えのためスリッター側へ前進するその途中を、反駆動側の軸受け２が刃物回転軸３から外された状態を示している。また、刃物回転軸３の駆動側には丸刃等８とほぼ同一の内径を有する案内スリーブ４を装着し、刃物回転軸３の反駆動側先端の丸刃等８を自動クランプするためのクランプ機構５５が設けられている。なお、４２は案内スリーブ４の駆動装置である。さらに刃物回転軸３の回転駆動側端にはクランプ機構５５を軸方向に往復移動させるための油圧シリンダー５６が設けられている。なお、丸刃等８の反駆動側には丸刃等８と同様に軸受け５７が刃物回転軸３に嵌められる。この軸受け５７は、軸受け箱２に嵌合される。
また、スリッターの周囲には、図示されていないが、前記実施の形態と同様に、丸刃等８の保管棚、および汎用ハンドリングロボットが配置されている。丸刃等８のハンドリングが可能な汎用ハンドリングロボットのアームの先端には、たとえば３本の爪を有するロボットハンドが取り付けられている。
前記ロボットからの丸刃等８の受渡しは、図１に示される仮置き軸４１に対して行なう。仮置き軸４１は、上新刃用、下新刃用、上旧刃用および下旧刃用の計４本あるが、図７〜８では１本のみ図示されている。仮置き軸４１の先端にはロボットハンドのたとえば３本の爪が進入する溝を有する受渡し部４３が設けられている。４本の仮置き軸はそれぞれ、刃物回転軸３と連結するための前進、ロボット受渡し位置への後退をし、そして刃物回転軸３とのあいだで丸刃等を移動させるプッシャー７を備えている。
図９に示されるように、たとえば、上下の刃物回転軸６１に前述の刃物セット５０が装着されたスリッター６０のための刃替装置６２は、上下の受取横軸６５を備えた受取装置６３と、上下の仮置き横軸６６を備えた仮置き装置６４とから構成されている。受取軸６５および仮置き軸６６の直径は、上下の刃物回転軸６１刃物回転軸の直径より小さくなるように設定されているため、受取軸６５および仮置き軸６６へ刃物セット５０を移送させやすい。
刃物回転軸６１に装着された古い刃物セット５０は、図示されない油圧シリンダなどの脱離装置によって脱離され、受取装置６３の上下の受取横軸６５へそのままの状態で受け渡すことができる。また、仮置き装置６４の上下の仮置き横軸６６には、ハンドリングロボットなどの仮組み装置を用いて、所定の個数および順序の刃物等からなる新しい刃物セット５０を上下の仮置き横軸６６へ仮組みすることができる。上下の仮置き横軸６６を上下の刃物回転軸６１に連結したのち、仮組みされた新しい刃物セット５０は、プッシャーなどの駆動手段により、刃物回転軸６１へ装着させることができる。
スリッタスタンドの刃替は、ハンドリングロボット６が１台でも可能であるが、上刃物回転軸の刃替え専用と、下刃物回転軸の刃替え専用に２台のハンドリングロボットを使用し、上刃物回転軸と下刃物回転軸に対して独立に移送したり、戻した方が刃替え時間の短縮の点で好ましい。さらに、ハンドリングロボットを４台使用し、保管棚から刃物回転軸または仮置き軸に丸刃、丸刃位置決め部品を移送する専用と、刃物回転軸または受取軸から保管棚に戻す専用とすれば、次回使用する刃物セットの組み立てと前回使用した刃物セットを戻す操作を並行して進めることができるため、さらに刃替え時間を短縮することができる。
前記ハンドリングロボット６と保管棚５の配置は互いのハンドリングロボットの干渉防止および保管棚との取り合いを考慮し、ハンドリングロボット２台を用いる場合は、図１０に示されるように、スリッタＳの両側にハンドリングロボットＲ_１、Ｒ_２をそれぞれ配置するのが好ましい。また、ハンドリングロボット４台を用いる場合は、図１１に示されるように、スリッタＳの両側に互いに間隔をあけてハンドリングロボットＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４をそれぞれ配置するのが好ましい。ただし、本発明は図１０〜１１などの配置に限定されるものではなく、ハンドリングロボットの配置を適宜変更してもかまわない。
つぎに、刃替え時間を大幅に短縮することができる、いわゆる仮の仮置き軸（あるいは棚迂回軸、または一時保管装置）について説明する。
上下刃物回転軸または上下受取軸から前回使用した刃物セットを保管棚に戻す際、丸刃および丸刃位置決め部品をすべて保管棚に戻してもよいが、次回使用する丸刃、丸刃位置決め部品は保管棚に戻さずに、上下刃物回転軸または上下刃物仮置き軸の近傍に保管しておき、次回も使用した方が効率的である。このためには次回使用する丸刃、丸刃位置決め部品の数量が一時保管できる程度の保管棚または受取軸や仮置き軸と同等の横軸を有する一時保管装置を上下刃物回転軸または上下刃物仮置き軸の近傍に設置すればよい。
一時保管装置は刃物回転軸または受取軸とほぼ直線状の位置に進退可能に設置すれば、一時保管装置の横軸を受取軸の軸に当接させて、プッシャーによる平行移動で次回使用する丸刃、丸刃位置決め部品をロボットによらず一時保管装置に移動させることができ、一時保管装置の横軸を離せば次回使用しない丸刃、丸刃位置決め部品をハンドリングロボットで保管棚に戻すことができる。その効果は、ハンドリングロボットによる丸刃、丸刃位置決め部品などの移動回数が減少し、ハンドリングロボットの作業時間、すなわち刃組み時間が大幅に減少することである。
本発明によれば、簡単な装置構成で、短時間にスリッタースタンドの刃物軸を交換可能なスリッタースタンドの刃替装置および刃替方法を提供することができる。それにより、大幅な省力化を実現することができる。

本発明は、スリッタースタンドにより、広幅の巻物状材料を上刃物回転軸と下刃物回転軸とのあいだに挟み込んでせん断し複数のスリット状材料とするスリッタースタンドの刃替装置および刃替方法に利用することができる。

Claims

上刃物回転軸と下刃物回転軸とのあいだに広幅の巻物状材料を挟み込んでせん断し、複数のスリット状材料とするスリッタースタンドの上下刃物回転軸に、丸刃および該丸刃を位置決めする丸刃位置決め部品を組み入れる刃替装置であって、
前記上下刃物回転軸に装着して刃物を構成する各種丸刃および各種丸刃位置決め部品を分別保管する保管庫と、
前記丸刃および／または丸刃位置決め部品を複数個組み合わせて把持し、上刃物回転軸および／または下刃物回転軸まで移送し刃物を組み込み、かつ、上刃物回転軸および／または下刃物回転軸から保管庫まで前記丸刃および／または丸刃位置決め部品を複数組み合わせて把持し移送し戻す移送装置
とからなるスリッタースタンドの刃替装置。
上刃物回転軸と下刃物回転軸とのあいだに広幅の巻物状材料を挟み込んでせん断し、複数のスリット状材料とするスリッタースタンドの上下刃物回転軸に、丸刃および該丸刃を位置決めする丸刃位置決め部品を組み入れる刃替装置であって、
前記上下刃物回転軸に装着して刃物を構成する各種丸刃および各種丸刃位置決め部品を分別保管する保管庫と、
前記丸刃および／または丸刃位置決め部品を複数個組み合わせて把持し、所定位置に移送する移送装置と、
前記丸刃および丸刃位置決め部品を仮組みする仮組み装置と、
前記仮組みした丸刃および丸刃位置決め部品を仮組み装置から上刃物回転軸および／または下刃物回転軸に挿入する挿入装置と、
前記上刃物回転軸および／または下刃物回転軸から取り外されるべき旧刃物を取り外す脱離装置と、
取り外されるべき旧刃物を受け取る受取装置
とからなるスリッタースタンドの刃替装置。
前記丸刃位置決め部品が、複数のスペーサからなる請求の範囲第１項または第２項記載のスリッタースタンドの刃替装置。
前記丸刃位置決め部品が、複数のスペーサおよびスペーサ上に装着される中空円筒状の１個以上の緩衝材からなる請求の範囲第１項または第２項記載のスリッタースタンドの刃替装置。
前記緩衝材が、前記スペーサの外側に一体になるように固着されてなる請求の範囲第４項記載のスリッタースタンドの刃替装置。
前記移送装置が、丸刃および丸刃位置決め部品を内側から複数把持可能なロボットハンドと、前記丸刃および丸刃位置決め部品を保管庫から所定位置まで移送可能な多軸ロボットアームとからなる請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項または第５項記載のスリッタースタンドの刃替装置。
前記移送装置が、丸刃および／または位置決め部品が移送中に脱落するのを防ぐ機構を有してなる請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項または第６項記載のスリッタースタンドの刃替装置。
前記丸刃および丸刃位置決め部品を上下刃物回転軸に固定するクランプ機構が、前記上下刃物回転軸の開端部に設けられてなる請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項または第７項記載のスリッタースタンドの刃替装置。
前記仮組み装置が、２本以上の仮置き横軸を有するとともに、前記受取装置が２本以上の受取横軸を有し、当該仮置き装置および受取装置を該横軸がスリッタースタンドの上下刃物回転軸とほぼ軸線方向となるように設置し、スリッタースタンド方向に進退および昇降可能である請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項または第８項記載のスリッタースタンドの刃替装置。
前記仮置き軸および受取軸の直径が、上下刃物回転軸の直径より小さい請求の範囲第９項記載のスリッタースタンドの刃替装置。
前記上下刃物回転軸から取り外される丸刃および／または丸刃位置決め部品を一時的に保管するための一時保管装置をさらに備えてなる請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項、第８項、第９項または第１０項記載のスリッタースタンドの刃替装置。
前記受取装置から取り外される丸刃および／または丸刃位置決め部品を一時的に保管するための一時保管装置をさらに備えてなる請求の範囲第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項、第８項、第９項または第１０項記載のスリッタースタンドの刃替装置。
上刃物回転軸と下刃物回転軸とのあいだに広幅の巻物状材料を挟み込んでせん断し、複数のスリット状の材料とするスリッタースタンドの上下刃物回転軸に丸刃および丸刃を位置決めする丸刃位置決め部品を組み入れる刃替方法であって、
前記上下刃物回転軸の刃物の固定を解除後、取り外されるべき旧刃物を構成する丸刃および／または複数の丸刃位置決め部品を複数個組み合わせて保管庫に移送し戻したのち、つぎの刃物を構成する丸刃および丸刃位置決め部品を組み込む順番に複数個組み合わせて前記刃物回転軸に移送し、固定することを特徴とするスリッタースタンドの刃替方法。
上刃物回転軸と下刃物回転軸とのあいだに広幅の巻物状材料を挟み込んでせん断し、複数のスリット状の材料とするスリッタースタンドの上下刃物回転軸に丸刃および丸刃を位置決めする丸刃位置決め部品を組み入れる刃替方法であって、
前記上下刃物回転軸に装着して刃物を構成する丸刃および／または複数の丸刃位置決め部品を移送装置により保管庫より仮組み装置に移送する際に、丸刃および丸刃位置決め部品を仮組みする順番に複数個組み合わせて仮組み装置の仮置き横軸に移送し、刃物を仮組みしたのち、受取装置の受取横軸を上刃物回転軸および／または下刃物回転軸に当接させ、刃物の固定を解除後、取り外されるべき旧刃物を前記受取横軸に移動および退避させ、つぎに前記仮置き軸を上刃物回転軸および／または下刃物回転軸に当接させ、前記仮組みした刃物を前記刃物回転軸に挿入し、固定することを特徴とするスリッタースタンドの刃替方法。
前記丸刃位置決め部品を構成するスペーサおよびスペーサ上に装着する中空円筒状の緩衝材を組み合わせて保管庫より仮組み装置へ移送装置によって移送する際に、必要なスペーサおよび緩衝材の組み合わせをあらかじめ設定し、一度に搬送可能な枚数のスペーサを順次保管庫内で把持したのち、さらに所定の緩衝材を装着して移送する請求の範囲第１２項または第１３項記載のスリッタースタンドの刃替方法。
前記丸刃および丸刃位置決め部品をロボットハンドにより内側から把持し移送する請求の範囲第１２項、第１３項または第１４項記載のスリッタースタンドの刃替方法。